蛋白质是一类重要的生物大分子，由长链氨基酸残基组成。这些大分子在调节细胞、组织和器官系统的多种功能中起着重要作用。
为了确保重要细胞过程的顺利进行，蛋白质需要在适当的位置以足够的数量存在。蛋白质在细胞内的特定积累被称为亚细胞蛋白质定位。
近年来，已经开发出几个数据库来提供哺乳动物细胞中蛋白质亚细胞定位的信息。
然而，这些数据库中的数据仅限于在稳定或稳态条件下维持的细胞中的蛋白质定位。关于细胞在受到压力时蛋白质定位的动态变化信息，对于推进对健康障碍的理解至关重要，并可能有助于开发治疗策略。
为了揭示蛋白质的氧化应激相关动态定位变化，日本东京科学大学（Science Tokyo）系统生物医学系教授浅原弘志（Hiroshi Asahara）领导的研究团队开发了Localizatome数据库。东京科学大学的研究人员与大阪大学、理化学研究所（RIKEN）、武藏野大学和日本国立先进工业科学技术研究所的科学家合作创建了这个数据库。
谈到Localizatome数据库的开发初衷，浅原教授表示："由活性氧过度产生引起的氧化应激是某些疾病（包括衰老和癌症）发生和发展的关键因素。了解蛋白质在氧化应激下的行为对于阐明其潜在机制非常重要。Localizatome涵盖了各种氧化应激依赖性的蛋白质亚细胞定位变化。"
为了捕捉动态定位变化，研究人员最初使用了HeLa细胞--一种表达10,287种含荧光蛋白标签的人类蛋白质的细胞系。
随后，他们采用了一套定制的高通量显微镜系统，包括一个平板运输机器人。通过活细胞荧光成像，研究人员绘制了每个蛋白质在暴露于氧化应激前后的位置模式。此外，还进行了基于机器学习的图像分析，以准确检测应激依赖性的亚细胞蛋白质定位变化。
通过机器学习分析和人工验证，Localizatome数据库目前提供了8,055种人类蛋白质的定位数据。
值得注意的是，科学家们观察到1,910种蛋白质在应对氧化应激时表现出明显的焦点形成模式。通过对这些1,910种蛋白质进行基因本体论和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析，发现这些蛋白质与Hippo信号通路、细胞分裂和蛋白质降解有关。
浅原教授在开发Localizatome数据库时表示："Localizatome数据库可通过用户友好的网页界面轻松访问，并提供对荧光图像数据、细胞坐标信息以及蛋白质积累评分和变化的开放访问。"
Localizatome数据库的建立可以推动未来对亚细胞蛋白质定位的研究，并可能有助于阐明氧化应激相关疾病的分子机制，同时有助于开发新的治疗方法。
更多信息： Takahide Matsushima等，Localizatome: a database for stress-dependent subcellular localization changes in proteins，《Database》(2025)。DOI: 10.1093/database/baaf028
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